Oxid dusnatý a jeho role při regulaci fyziologických procesů

Andrea Čermáková

Bachelor's thesis

Role of nitric oxide in the regulation of physiological processes

Abstract:

Oxid dusnatý (NO) je anorganická sloučenina, radikál, skládající se z jednoho atomu dusíku a jednoho atomu kyslíku. Je řazen mezi deset nejnestabilnějších molekul v přírodě. Je velmi reaktivní, reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu dusičitého, což je rovněž radikál. Za objevitele je považován Joseph Priestley (1733 1804). Oxid dusnatý je řazen mezi gasotransmitery, což jsou plynné látky, které v organismu plní roli intracelulárních přenašečů. Vznik oxidu dusnatého je v organismu katalyzován enzymem NO syntázou (NOS) z L-argininu. NOS se v organismu savců vyskytuje ve třech základních izoformách nervové (nNOS), endoteliální (eNOS) a indukovatelné (iNOS). V kardiovaskulárním systému se oxid dusnatý podílí na udržování tonu cév a krevního tlaku, inhibuje adhesi i agregaci trombocytů, tlumí aktivaci leukocytů a má antiproliferační účinek. Oxid dusnatý relaxuje střevní hladkou svalovinu včetně svěračů, prostřednictvím vazodilatace způsobuje erekci. Snížená koncentrace NO je jedním z faktorů hypertenze a erektilní dysfunkce. Významnou roli má NO i v reprodukční soustavě. Podílí se na regulaci meiotického zrání oocytů a motility spermií. Během těhotenství fyziologická produkce NO tlumí stahy hladké svaloviny děložní stěny. NO se podílí na funkci imunitního systému, byly mu prokázány i protinádorové účinky. K průkazu oxidu dusnatého ve tkáních jsou využívány přímé metody jako je chemiluminiscence, elektrochemická detekce, elektronová spinová rezonance a nepřímé metody jako fluorescenční detekce, Griessova metoda, oxidace hemoglobinu a metoda HPLC (vysokotlaká kapalinová chromatografie). Výzkum oxidu dusnatého je cílený zejména na terapeutické využití při léčbě chronických onemocnění respiračního a kardiovaskulárního systému. Dále k vývoji léků, které budou zesilovat schopnost NO omezit vznik například mozkové mrtvice, vředů, vysokého krevního tlaku, Alzheimerovy choroby nebo močové inkontinence.

Abstract:

Nitric oxide is an inorganic chemical compound, radical, consisted of one nitrogen atom and oxygen atom. It is among the ten most unstable molecules in the nature. It is very reactive compound reacting also with oxygen to produce nitrogen dioxide, which is also radical. Joseph Priestley (1733 1804) is considered as a founder of NO. Nitric oxide is classified as gasotransmitter (gaseous signaling molecules), which is gaseous substance playing the key role in intracellular communication (intracellular carrier). The formation of nitric oxide is catalyzed by the enzyme NO synthase (NOS) from L-arginine. NOS occurs in the mammalian organism in three basic isoforms : nerve (nNOS), endothelial (eNOS) and inducible (iNOS). In the cardiovascular system, nitric oxide plays a role in maintaining blood vessel and blood pressure, inhibiting platelet adhesion and aggregation, inhibiting leukocyte activation, and having and antiproliferative effect. Nitric oxide relaxes the intestinal smooth muscle, including sphincters, through vasodilation causing erection. Decreased NO is one of the factors of hypertension and erectile dysfunction. NO plays a significant role in the reproductive system as well. It participates in the regulation of meiotic maturation of oocytes and sperm motility. Physiological production of NO dampens the contractions of the smooth muscles of the uterine wall during the pregnancy. NO participates in the function of the immune system and has been shown to have antitumor effects. Direct methods such as chemiluminescence, electrochemical detection, electron spin resonance and indirect methods such as fluorescence detection, Griess method, hemoglobin oxidation, and HPLC (high pressure liquid chromatography) are used to detect nitric oxide in tissues. Nitric oxide research is primarily focused on therapeutic use in the treatment of chronic respiratory and cardiovascular diseases. Furthermore, NO research also focuses on development of drugs that increase the ability of NO to reduce the incidence of stroke, ulcers, high blood pressure, Alzheimer's disease or urinary incontinence.

Keywords

oxid dusnatý, gasotransmiter, syntáza oxidu dusnatého

Keywords

nitric oxide, gasotransmitter, nitric oxide synthase

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Mgr. Markéta Sedmíková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Animal Science / Animal Science